JP2005076866A - Process for manufacturing movable flange of pulley for continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の無段変速機に用いられるプーリを構成する可動フランジの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a movable flange constituting a pulley used in a continuously variable transmission such as an automobile.
図1に示すように、自動車等の無段変速機1として、駆動側プーリ2と従動側プーリ3と、プーリ2,3間に巻回された無端状金属ベルト4とを備えるものが知られている。
As shown in FIG. 1, a continuously variable transmission 1 such as an automobile is known which includes a
駆動側プーリ2の可動フランジ7は、回転軸5が挿通される軸孔8aと、軸孔8aの外周方向に延在する円盤状体9とを備え、円盤状体9のフランジ面9aと不動フランジ6のフランジ面6aとの間に無端状金属ベルト4が配設されている。また、可動フランジ7は、フランジ面9aと反対側に、円盤状体9と一体的に設けられたシリンダ部10を備え、シリンダ部10は円筒状の隔壁11に摺動自在に収容されて圧力室12を形成している。この結果、円盤状体9は、圧力室12に付与される油圧等の圧力により回転軸5の軸線方向に沿って往復動自在とされる。
The
無段変速機1では、圧力室12に付与される圧力を変化させて、円盤状体9を回転軸5の軸方向に沿って移動させ、フランジ面9a,6aの間隔を変更することにより、変速比を無段階に変更する。このとき、無端状金属ベルト4は、フランジ面9a,6aに沿って滑動するので、可動フランジ7では少なくともフランジ面9aの表面硬度が高められている必要がある。そこで、通常は可動フランジ7に浸炭焼入れを施すことにより、フランジ面9aの表面硬度の上昇が図られている。
In the continuously variable transmission 1, by changing the pressure applied to the
ところで、可動フランジ7において、シリンダ部10は、別途製造した円筒状部材を可動フランジ7の外周縁に嵌着することにより形成することもできる。しかし、このようにすると前記円筒状部材と可動フランジ7との嵌着部を厚肉にしなければならず、重量増がさけられない。また、前記円筒状部材と可動フランジ7とを組み合わせるために両者を精度良く加工する必要があり、製造コストの増加が避けられない。
Incidentally, in the
そこで、従来、シリンダ部10を可動フランジ7と一体的に成形する技術が提案されている。前記技術として、例えば、まず鋼材料を熱間鍛造することにより、可動フランジ7の概形を備えると共にシリンダ部10を形成するための環状の予備形状部を外周縁に備える可動フランジ素材を形成し、次いで該可動フランジ素材に浸炭焼入れを行って硬度を上昇させた後、該予備形状部を円筒状にスピニング加工することによりシリンダ部10を形成する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。前記スピニング加工は冷間加工であるので、加工性を向上させるために、前記可動フランジ素材を形成する前記鋼材料は炭素の含有量が低いことが望まれる。
Therefore, conventionally, a technique for forming the
しかしながら、前記鋼材料の炭素の含有量が低いと、前記浸炭焼入れ処理を行っても炭素量が不足して、フランジ面9aの表面に十分な硬度を付与することできないことがあるという不都合がある。
本発明は、かかる不都合を解消して、スピニング加工において良好な加工性を得ることができ、しかも浸炭焼入れ処理により十分な硬度を付与することができる無段変速機用プーリの可動フランジの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention eliminates such inconveniences, can provide good workability in spinning, and can provide sufficient hardness by carburizing and quenching, and a method for manufacturing a movable flange of a pulley for continuously variable transmission The purpose is to provide.
かかる目的を達成するために、本発明は、回転軸が挿通される軸孔と、該軸孔の外周方向に延在し、一方の表面にフランジ面が形成された円盤状体と、該円盤状体の該フランジ面と反対側に該円盤状体と一体的に設けられ該円盤状体を該回転軸の軸線方向に往復動自在とする圧力室を形成するシリンダ部とを備える無段変速機用プーリの可動フランジの製造方法において、炭素0.15〜0.20重量%、マンガン0.35〜0.81重量%、珪素0.05〜0.15重量%、リン0.015重量%未満、硫黄0.02重量%未満、チタン0.03〜0.2重量%を含み、残部が鉄である組成を備える鋼材料を熱間鍛造することにより、該軸孔と、該フランジ面と該シリンダ部を形成するための予備形状部とを備える円盤状体とを備えるフランジ素材を形成する工程と、該フランジ素材の該予備形状部に防炭剤を塗布する工程と、該防炭剤が塗布された該フランジ素材に浸炭焼入れ処理を施す工程と、該浸炭焼入れ処理が施された該フランジ素材から該防炭剤を除去した後、該予備形状部にスピニング加工を施して該シリンダ部を形成する工程とを備えることを特徴とする。 To achieve this object, the present invention provides a shaft hole through which a rotating shaft is inserted, a disk-like body extending in the outer peripheral direction of the shaft hole and having a flange surface formed on one surface thereof, and the disk A continuously variable transmission provided with a cylinder portion that is provided integrally with the disc-like body on the opposite side of the flange surface of the rod-like body and forms a pressure chamber that allows the disc-like body to reciprocate in the axial direction of the rotating shaft. In the manufacturing method of the movable flange of the machine pulley, carbon 0.15-0.20 wt%, manganese 0.35-0.81 wt%, silicon 0.05-0.15 wt%, phosphorus 0.015 wt% Less than, less than 0.02% by weight of sulfur, 0.03 to 0.2% by weight of titanium, and by hot forging a steel material having a composition in which the balance is iron, the shaft hole, the flange surface, A disk having a disk-shaped body provided with a preliminary shape portion for forming the cylinder portion. Forming a die material, applying a carburizing agent to the preliminary shape portion of the flange material, subjecting the flange material coated with the carburizing agent to carburizing and quenching, and carburizing and quenching treatment. And a step of forming the cylinder portion by spinning the preliminary shape portion after removing the anti-carburizing agent from the flange material subjected to.
本発明によれば、前記組成を備える鋼材料を熱間鍛造することにより得られたフランジ素材に前記浸炭焼入れ処理を施すので、前記フランジ面に十分な硬度を付与することができる。また、前記フランジ素材は、前記浸炭焼入れ処理の際に前記予備形状部に防炭剤を塗布しておくことにより、該予備形状部については前記組成が保持されるので、前記スピニング加工により良好な加工性が得られ、前記シリンダ部を容易に形成することができる。 According to the present invention, since the carburizing and quenching treatment is performed on the flange material obtained by hot forging the steel material having the above composition, sufficient hardness can be imparted to the flange surface. Moreover, since the said raw material retains the said composition about the preliminary | backup shape part by apply | coating a carburizing agent to the said preliminary | backup shape part in the case of the said carburizing and quenching process, since the said composition is hold | maintained, it is more favorable by the said spinning process. Workability is obtained, and the cylinder part can be easily formed.
前記鋼材料は、炭素の含有量が0.15重量%未満では所望の硬度が得られず、0.20重量%を超えるとスピニング加工の際に割れ易くなる。また、マンガンの含有量が0.35重量%未満では浸炭焼入れ処理によって十分な硬度が得られず、0.81重量%を超えるとMnS等の介在物を形成して、スピニング加工の際に割れ易くなる。また、珪素の含有量が0.05重量%未満ではフェライト相を強化し、焼き戻し抵抗性を大にする効果が得られないことがあり、0.15重量%を超えるとSiS等の介在物を形成して、スピニング加工の際に割れ易くなる。また、リンの含有量が0.015重量%を超えるとマンガン等と結合して介在物を形成し、スピニング加工の際に割れやすくなる。また、硫黄の含有量が0.02重量%を超えると、マンガン、珪素等と結合して介在物を形成し、スピニング加工の際に割れやすくなる。また、チタンの含有量が0.03重量%未満では結晶粒を微細化する効果が得られないことがあり、0.2重量%を超えるとTiN等の介在物を形成して割れ易くなる。 If the steel content is less than 0.15% by weight, the steel material cannot obtain a desired hardness, and if it exceeds 0.20% by weight, the steel material tends to crack during spinning. Further, if the manganese content is less than 0.35% by weight, sufficient hardness cannot be obtained by carburizing and quenching treatment, and if it exceeds 0.81% by weight, inclusions such as MnS are formed and cracked during spinning. It becomes easy. Further, if the silicon content is less than 0.05% by weight, the effect of strengthening the ferrite phase and increasing the tempering resistance may not be obtained. If the silicon content exceeds 0.15% by weight, inclusions such as SiS may be obtained. And easily breaks during spinning. On the other hand, if the phosphorus content exceeds 0.015% by weight, it combines with manganese or the like to form inclusions, which are easily broken during spinning. On the other hand, when the sulfur content exceeds 0.02% by weight, it combines with manganese, silicon and the like to form inclusions, and is liable to break during spinning. Further, if the titanium content is less than 0.03% by weight, the effect of refining the crystal grains may not be obtained, and if it exceeds 0.2% by weight, inclusions such as TiN are formed and cracks easily occur.
また、前記鋼材料は、ホウ素0.001〜0.002重量%を含むことを特徴とする。前記鋼材料は、ホウ素の含有量が0.001重量%未満では結晶粒を微細化する効果が得られないことがあり、0.002重量%を超えるとFe2B等の介在物を生じ易くなり割れやすくなる。 Further, the steel material contains 0.001 to 0.002% by weight of boron. When the boron content is less than 0.001% by weight, the effect of refining crystal grains may not be obtained. When the content exceeds 0.002% by weight, inclusions such as Fe 2 B are likely to be generated. It becomes easy to break.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は無段変速機の一構成例を示す説明的断面図であり、図2は本実施形態の可動フランジの製造方法を示す説明的断面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration example of a continuously variable transmission, and FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a method for manufacturing a movable flange of the present embodiment.
自動車等の無段変速機1は、例えば図1に示すように、駆動側プーリ2と従動側プーリ3とを備え、プーリ2,3間に無端状金属ベルト4が巻回されている。
A continuously variable transmission 1 such as an automobile includes a
駆動側プーリ2は、回転軸5に固定された不動フランジ6と、回転軸5の軸線方向に沿って往復動自在の可動フランジ7とを備えている。可動フランジ7は円筒状の摺動部材8に、回転軸5が挿通される軸孔8aを備え、摺動部材8が軸孔8aを介して回転軸5に装着されて回転軸5の軸線方向に沿って往復動自在とされるとともに、回転軸5と共回りするようにされている。
The driving
可動フランジ7は、軸孔8aの不動フランジ6側の端部に、軸孔8aの外周方向に延在する円盤状体9を備え、円盤状体9は不動フランジ6に対向する面に傾斜したフランジ面9aを備えている。そして、フランジ面9aと、不動フランジ6の相対向する面に備えられた傾斜したフランジ面6aとの間に無端状金属ベルト4が配設されている。
The
また、可動フランジ7は、フランジ面9aと反対側に、円盤状体9の外周縁に沿って円盤状体の9と一体的に設けられた円筒状のシリンダ部10を備えている。シリンダ部10は回転軸5の軸受け部5aに取着された円筒状の隔壁11に摺動自在に収容され、シリンダ部10と隔壁11とにより圧力室12が形成されている。この結果、円盤状体9は、圧力室12に付与される油圧等の圧力により回転軸5の軸線方向に沿って往復動自在とされる。
The
一方、従動側プーリ3は、回転軸13に固定された不動フランジ14と、回転軸13の軸線方向に沿って往復動自在の可動フランジ15とを備えている。可動フランジ15は円筒状の摺動部材16に、回転軸13が挿通される軸孔16aを備え、摺動部材16が軸孔16aを介して回転軸13に装着されて回転軸13の軸線方向に沿って往復動自在とされるとともに、回転軸13と共回りするようにされている。フランジ14,15は、相対向する面に傾斜したフランジ面14a,15aを備え、無端状金属ベルト4はフランジ面14a,15a間に配設される。従動側プーリ3の可動フランジ15は、コイルバネ17等により付勢されて不動フランジ14方向に押圧されている。
On the other hand, the driven
前記構成を備える無段変速機1では、変速比を変更する場合には、圧力室12に付与される圧力を変化させることにより、可動フランジ7を回転軸5の軸方向に沿って移動させる。このようにすると、駆動側プーリ2のフランジ面9a,6aの間隔が変更され、これに伴って無端状金属ベルト4の巻回し位置が、フランジ面9a,6aに沿って駆動側プーリ2の直径方向で移動する。また、従動側プーリ3では、駆動側プーリ2のフランジ面9a,6aの間隔の変更に伴って、フランジ面14a,15aの間隔が変更され、無端状金属ベルト4の巻回し位置がフランジ面14a,15aに沿って従動側プーリ3の直径方向で移動する。この結果、無段変速機1では、変速比を無段階に変更することができる。
In the continuously variable transmission 1 having the above-described configuration, when changing the gear ratio, the
次に、図2を参照して、本実施形態の可動フランジの製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、駆動側プーリ2の可動フランジ7を製造するものである。
Next, with reference to FIG. 2, the manufacturing method of the movable flange of this embodiment is demonstrated. The manufacturing method of this embodiment manufactures the
本実施形態の製造方法では、まず、鋼材料を熱間鍛造することにより、図2(a)に示すフランジ素材21を形成する。前記鋼材料は、炭素0.15〜0.20重量%、マンガン0.35〜0.81重量%、珪素0.05〜0.15重量%、リン0.015重量%未満、硫黄0.02重量%未満、チタン0.03〜0.2重量%、ホウ素0.001〜0.002重量%を含み、残部が鉄であり、炭素当量が0.44〜0.54の範囲にある。前記炭素当量は、次式によって算出される数値である。
フランジ素材21は、可動フランジ7の概形に形成され、摺動部材8に穿設された軸孔8aと、軸孔8aの外周方向に延在する円盤状体9とを備えている。円盤状体9は、軸孔8aの端部に設けられ該端部側の表面に形成された傾斜したフランジ面9aと、フランジ面9aと反対側の面に、外周縁に沿って一体的に設けられた、シリンダ部10を形成するための予備形状部22とを備えている。
The
次に、図2(b)に示すように、予備形状部22の表面に防炭剤23を塗布する。そして、予備形状部22が防炭剤23で被覆されたフランジ素材21を図示しない浸炭炉に収容して浸炭焼入れ処理を行う。前記防炭剤は市販のものを用いることができ、特に限定されることはない。
Next, as shown in FIG. 2B, a
フランジ素材21は、前記組成と炭素当量とを備える鋼材料から形成されているので、前記浸炭焼入れ処理により、前記防炭剤23により被覆されている以外の部分では表面の炭素含有量が高くなり、硬度が上昇する。一方、防炭剤23により被覆されている予備形状部22では、前記鋼材料本来の前記組成が保持されている。
Since the
そこで、前記浸炭焼入れ処理が終了したならば、予備形状部22の表面を被覆している防炭剤23を除去する。そして、図2(c)に示すように、予備形状部22(仮想線で示す)をスピニング加工することにより、円筒状のシリンダ部10を備える可動フランジ7を形成する。
Therefore, when the carburizing and quenching process is completed, the
前記スピニング加工は冷間加工であるが、予備形状部22は、前述のように浸炭焼入れを受けず、前記鋼材料本来の組成が保持されている。従って、フランジ素材21は前記スピニング加工によって割れ等を生じることなく、容易にシリンダ部10を形成することができる。
The spinning process is a cold process, but the
5…回転軸、 8a…軸孔、 9…円盤状体、 9a…フランジ面、 7…可動フランジ、 10…シリンダ部、 12…圧力室、 21…フランジ素材、 22…予備形状部、 23…防炭剤。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
炭素0.15〜0.20重量%、マンガン0.35〜0.81重量%、珪素0.05〜0.15重量%、リン0.015重量%未満、硫黄0.02重量%未満、チタン0.03〜0.2重量%を含み、残部が鉄である組成を備える鋼材料を熱間鍛造することにより、該軸孔と、該フランジ面と該シリンダ部を形成するための予備形状部とを備える円盤状体とを備えるフランジ素材を形成する工程と、
該フランジ素材の該予備形状部に防炭剤を塗布する工程と、
該防炭剤が塗布された該フランジ素材に浸炭焼入れ処理を施す工程と、
該浸炭焼入れ処理が施された該フランジ素材から該防炭剤を除去した後、該予備形状部にスピニング加工を施して該シリンダ部を形成する工程とを備えることを特徴とする無段変速機用プーリの可動フランジの製造方法。 A shaft hole through which the rotation shaft is inserted, a disk-like body extending in the outer circumferential direction of the shaft hole and having a flange surface formed on one surface thereof, and the disk on the opposite side of the disk-like body from the flange surface In a method of manufacturing a movable flange of a pulley for a continuously variable transmission, comprising a cylinder portion that is provided integrally with a cylindrical body and forms a pressure chamber that allows the disk-shaped body to reciprocate in the axial direction of the rotary shaft.
Carbon 0.15-0.20 wt%, manganese 0.35-0.81 wt%, silicon 0.05-0.15 wt%, phosphorus less than 0.015 wt%, sulfur less than 0.02 wt%, titanium A pre-shaped portion for forming the shaft hole, the flange surface and the cylinder portion by hot forging a steel material having a composition containing 0.03 to 0.2% by weight and the balance being iron. Forming a flange material comprising a disk-like body comprising:
Applying a carburizing agent to the preliminary shape portion of the flange material;
A step of carburizing and quenching the flange material coated with the carburizing agent;
A continuously variable transmission comprising: removing the carburizing agent from the flange material that has been subjected to the carburizing and quenching treatment, and then spinning the preliminary shape portion to form the cylinder portion. Of manufacturing a movable flange of a pulley for an automobile.
The method for manufacturing a movable flange of a pulley for a continuously variable transmission according to claim 1, wherein the steel material contains 0.001 to 0.002% by weight of boron.
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